Определение продолжительности проведения каждой операции

Температура печи в процессе нагрева изделий не меняется, если мощность печи соответствует расходу энергии на нагрев изделий. По мере нагрева изделий расход энергии в печи должен уменьшаться пропорционально скорости нагрева изделий, что практически осуществляется при помощи терморегуляторов. При таком условии процесс нагрева изделий описывается простым уравнением теплового баланса:

α·F₂·(t ₁ – t₂)dτ = c·G₂dt₂,

где F₂ – участвующая в теплообмене поверхность изделия, м;

G₂ – масса изделия, кг;

с – удельная теплоемкость изделия, Дж/(кг·град);

T – температура печи, °С;

t₂ – температура изделия в данный момент времени, °С;

α – коэффициент теплоотдачи, являющийся характеристикой теплообмена между поверхностью детали и средой;

τ – время, с.

Интегрируя уравнение в пределах от начальной температуры изделия t_2н до конечной температуры изделия t_2K, получаем формулу для определения времени нагрева изделия:

где t₁ – температура печи, °С;

t_2Н – начальная температура изделий, °С;

t_2К – конечная температура нагрева изделий, °С.

Так как конечная температура нагрева изделия при термической обработке мало отличается от температуры печи, то из формулы видно, что расчетное значение времени нагрева зависит от правильности определения конечной температуры нагрева изделия. Для печей с теплообменом лучеиспусканием более точной является формула Б. В. Старка:

Масса детали рассчитывается по формуле:

G₂ = V·ρ

V – объем детали, м³ ;

ρ – плотность стали, кг/м³.

ρ = 7,61·10³ кг/м³

V = 0,000116899 м³

G₂ = 0,000116899·7,61·10³ =0,89 кг

F₂ = 0,0065 м²

Время нагрева детали в печи при закалке:

τ_н= =1250с=20,8мин

Для закалки общее время пребывания детали в печи рассчитывается следующим образом:

τ_з = τ_н + τ_в

τ_н – время нагрева;

τ_в – время выдержки.

τ_з = 20,8 + 10 = 31 мин

Время нагрева детали в печи при отпуске:

τ_н=(c*G₂*(t_2k-t_2н))/(α*F₂*∆t_ср)

τ_н=(554*0,89*(560-20))/(32,4*0,0065*290)=4359с=73мин

Для отпуска общее время пребывания детали в печи рассчитывается следующим образом:

τ_о = τ_но + τ_во

τ_о = 73 + 20 = 93 мин

Время закалки с учетом коэффициента фактора раскладки:

f – коэффициент фактора раскладки.

τ_у.з.=31*2,2=68 мин

Время отпуска с учетом коэффициента фактора раскладки:

τ_у.о.=τ_о*ƒ

τ_у.о.=93*2,2=205 мин

Общее время:

τ_ОБЩ=68+205=273=4ч 55мин

5.Определение величины передаточной партии.

По расчетной часовой производительности и рассчитанной продолжительности нагрева определяют садку печи:

G = P·τ

P – расчетная часовая производительность, шт/ч;

τ – продолжительность нагрева, ч.

При закалке: G = 85,2·1,1=94 дет

При отпуске: G = 85,2·3,4=290 дет

Синхронизация передаточной партии для удобства передачи на следующую операцию:

Для закалки передаточная партия 100дет., которая располагается на 10-ти поддонах по 10дет. Время обработки, которой 72 минуты.

Периодичность загрузки поддонов – 7,2 минуты.

Для отпуска передаточная партия 290 дет., которая располагается на 29 -ти поддонах по 10дет. Время обработки, которой 158 минут.

Периодичность загрузки поддонов – 7,2 минуты.

6.Выбор термического оборудования для проведения операций

С учётом размеров детали, размера садки и годовой программы выпуска выбираем следующие марки печей:

- для закалки: Размер садки составляет 10*10=100 деталей, занимаемая площадь составляет 250х350 мм² (ДхШ). Поддоны ставятся один за другим.

Дата добавления: 2015-12-07